Запальное горелочное устройство

Запальное горелочное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Соцмапистмчесиин

Ресмубвии и 868236 (6l ) Дополиительиое к авт. свид-ву (22) Заи влеио 03. 10. 79 (21) 2827185/24-12 (5l)NL. Кл.

F 21 1 17/ОО с присоеяииеиием заявки М (23) Приоритет

9эуАэяэтэОныэ кэмнтэт

CCCP аэ дэнам нээбуэтеннй н эткрытнЮ (53) УДК 662.951. .2:661.666.4 (088.8) Опубликоваио 30.09 81 ° Ьюллетеиь Фт 36

Дата опубликования описаиив 30.09.81 (72) Авторы изобретения

Ю. С. Гайстер1 В. П. Иванов, М. А. Лапир, И. Р. Лобзин,М. А. Маевский, К. Я. С

В. А. Чепиков и А. Ф. Ноаров

Г. Д. Лаубис, А, С. Хорьков, (Ь .,Проектнътй институт "Мосгазпроект"

3 (7l ) Заявитель (54). ЗА1ЦЛЬНОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам для зажигания установок с газовыми горелками и факелами, в частности для зажигания Олимпийских ста- дионных факелов..

Известно запальное горелочное устройство, содержащее внешнюю и внутреннюю трубы с равномерно размещентяими по длине газовыдающими отверстиями (! ).

Нед статком устройства является то что в нем может происходить отрыв пламени от отверс гия и тем самым снижена надежность зажигания пламени горелки.

Цель изобретения- повышений надежности зажигания и уменьшение расхода газа.

Указанная цель достигается тем, что газовыдающие отверстия внешней трубы выполнены с суммарной площадью .в 3-6 раз большей суммарной площади азовьщающих отверстий внутренней .

2 трубы и размещены относительно. них под углом 90-270 .

На фиг. 1 изображен Олимпийский стадионный факел с запальным горелочным устройством, общий вид;,на фи1. 2продольный разрез запального горелочного устройства;на фиг. 3 - то же, поперечный разрез; на фиг. 4 - телескопическое соединение разрезаемых труб в месте излома на фиг. 5 - чатэ ша Олимпийского факела, вид сверху.

Стадионный Олимпийский факел содержит стойку 1, выполненную, например, в форме трубы с прикрепленными к ней двутаврами-стойками 2. К верхней части стойки 1 крепится чаша 3, например, конической формы, Внутричаши 3 расположены кольцевые газовые коллекторы 4, на которых укреплены .

20 газовые горелки-насадки 5. Коллек-

Ф торы 4 питаются от основного подающе-. го газопровода 6, проходящего внутри трубы 1 ° Основной газопровод 6 снабжен запальным горелочным устройством, 50

3 3 включающим внутреннюю трубу 7, имеющую форму ломаной, повторяющей внеш-: ние очертания устройства, которая укреплена соосно во внешней трубе 8,, имеющей также форму ломаной, например с помощью косынок 9. С обоих торцов труба 8 закрыта заглушками 10.

В местах излома внутренняя труба 7 разрезана, и разрезанные части соеди-.. нены между собой телескопическим соединением 11. Внешний трубопровод 8 имеет ряд газовыпускных отверстий 12, разнесенных по всей длине трубопровода 8 с шагом, равным 5-6 калибров отверстий. Внутренняя труба 7 имеет ряд газовыпускных отверстий 13, причем отверстия 13 смещены по отношению к отверстия 12 на угол от 90 до 270, а суммарная площадь отверстий 12 в 3-6 раз больше суммарной площади отверстий 13, Кроме того, внутренняя труба 7 с внешней трубой

8 размещается между стойками 2.

Стадионный Олимпийский факел установлен на основании. 14. Для управления работой газовых горелок 5 стадионного Олимпийского факела служат задвижки 15-17.

Работа:стадионного Олимпийского факела происходит следующим образом.

Спортсмен, осуществляющий розжиг

Олимпийского огня, подходит к основанию 14 Олимпийского факела. Открываются задвижки 15 основного газопровода 6 и 16 внутренней трубы 7;

Спортсмен подносит переносной факел к отверстиям 13 трубы 8 у основания 14. Газ поступает через задвижки 15 и 16 во внутреннюю трубу 7 и через отверстия 13 трубы 7 направ.-, ляется в полость А, образуемую внутренцей трубой 7 и внешней трубой 8.

Из полости А через отверстия 12 трубопровода 8 газ выходит в атмосферу.

В нижней части трубопровода газ поджигаетс- от переносного факела. Пламя перебрасывается по отверстиям 13 сни-. зу доверху и подходит к горелкам 5.

Открыв задвижку 17, обеспечивают доступ газа к горелкам 5,.и Олимпийский огонь зажигается.

Соотношение площадей газовыдающих отверстий внешней и внутренней труб определяется из следующих условий. В газовых сетях низкого давления городских газопроводов, от которых питается предлагаемая конструкция, в частности, для стадионного

68236

Олимпийского факела в Лужниках, дав-, ление колеблется в пределах 30075 мм. вод. ст. (кг/м ).Соответственно газ под таким давлением поступает

5 во внутреннюю трубу. Экспериментально установлено, что при диффузионном горении при давлении, большем

35 мм.вод.ст. (кг/м ), перед отверстием, через которое происходит ис-, течение газа, наблюдается отрыв пламени от отверстия. Таким образом, в полости А между внутренней и внешней трубами давление не должно превышать 35 мм. вод. ст. (кг/м ), ина" че горение запальной горелки невоэ15 можно. С другой стороны, при давлении в полости А менее 2 мм.вод.ст. (кг/м ) атмосферный воздух может попадать в полость А, что приводит к. горению внутри полости, и работа

20 горелки становится неустоичивои, а при неблагоприятных атмосферных условиях (ветер, дождь) горение вообще прекращается.

Исходя иэ вышеуказанного, констру25 кция запальной горелки должна обеспечивать давление в полости А между внешней и внутренней трубами в пределах от 2 до 35 мк. вод. ст. (кг/м ) при изменении давления во внутренней трубе от 75 до 300 мм. вод. ст. (кг/м ), Для обеспечения этих условий суммар . ная площадь газовыдаюг их отверстий внешней трубы составляет от 3 до 6,. суммарной площади отверстий внутрен. ней трубы. Полость А между внешней и внутренней трубами можно рассматривать как проточную камеру, выход rasa из которой происходит через газовыдающие отверстия внешней трубы, 46 а вход - через газовыдающие отверстия внутренней трубы.

Расход газа из внешней трубы равен расходу газа из внутренней трубы и определяется по известной иэ

4З гидравлики формула где Q - расход газа из внешней трубы; (} - расход газа из внутренней . трубы;

Р- коэффициент расхода;

5 868236 .6

f — площадь отверстий внешней трубы;

f — - площадь отверстий внутрен" ней трубы;

q — ускорение силы тяжести йР - разность давлений в полости А и атмосферного давле-, КЯЯ

ДР - разность давлений во внутренней трубе и полости А

Я - удельный вес газа.

Начальная скорость газа в направлении отверстий принята равной нулю.

Приравниваем правые части выражений (l ) и (2) ф „/2 -;0,429

Произведя сокращения, получим

13

2„(1 = -фР /Р„

Очевидно, что при давлении во внутренней.трубе 300 мм.вод. ст.

l давление в полости А должно быть не более 35 мм. вод. ст. Указанное соотношение соблюдается при условии

А будет более 35 мм. вод. ст., что вызовет отрыв пламени от горелки.

Таким образом, с целью повышения надежности зажигания, суммар". ная площадь отверстий внешней трубы должна составить от 3 до 6 суммарной площади отверстий внутренней трубы. Размещение отверстий внутренней трубы относительно отверстий вне» шней трубы выбирается, исходя иэ требований надежной работы запальной горелки.

Основной опасностью при работе запальной горелки является отрыв пламени от гаэовыдающих огневых .отверстий внешней трубы. Для того .чтобы этого не лроисходило, скорость истечения газа из газовыдающих отверстий внешней трубы не должна превышать величины, соответствующей давлению 35 мм. вод. ст. в полости

А (и. 3), в случае .начальной скорости потока в направлении оси отверстия, равной нулю.

По известной формуле гидравлики скорость истечения газа иэ отверстия. равна

4 $avu ) зоо„

Ю (3 )

При давлении во внутренней трубе

75 мм. вод. ст. давление в полости

А .должно быть не.менее 2 мм.вод. ст.. »0

Это соотношение соблюдается при усло-. вии

45 (4)

Совместно решая неравенства (3) и (4) ° получим 3 Я ЯД6. Если:со;„отношением 1 более 6, то при давлении во внутренней трубе 75 мм.вод.ст; (допустимый нижний предел) давление в полости А будет менее 2 мм.вод.ст., что, как уже говорилось, приводит к нарушению работы запальной горелки. Еспи отношение Яуенее 3, то при давлении во внутренней трубе 300 мм. вод. ст.:(допустиийй верхний предел) давление в полости где Ч вЂ” коэффициент "скорости;

Чс — начальная скорость потока.

Если газовыдающие отверстия внутренней трубы лежат в пределах от 90 до 270 относительно оси отверстий внешней трубы,Ч О, так как направление проекции вектора скорости истечения газа из газовыдающих отверстий внутренней трубы в полость А на ocb отверстия противоположно направлению потока истечения газа из газовыдающих отверстий внешней трубы При угле равном 90 и 270 эта проекция равна нулю. Если же этот угол меньше

90 илн больше 270, .то Ч равна проеко ции вектора скорости истечения газа из отверстий внутренней трубы в полость А-на ось отверстия внешней трубы,так как направление проекции вектора и потока газа в этом случае совпадают. Наличие начальной скорости потока значительно снижает надежность работы запальной горелки в связи с возможностью отрыва факела.

Произведем количественную оценку влияния начальной скорости потока, 7

8682

Обозначим угол между отверстиями че-, рез Й . Тогда (6) где Ч - скорость истечения газа из отверстий внутренней трубы в полость А.

Пусть давление во внутренней трубе

300 мм. вод. ст., отношение .1Ц 3.

Тогда перепад давлений в полости А и атмосферного будет равным hP< 35 мм, вод. ст. Угол между отверсти ями примем 06 85 (или 279©)..

Критическая скорость истечения, выше значения которой происходит отрыв пламени при ЧН Ч 0 (п. 3), соответствует перепаду давлений в полости А и атмосферного, равному

Ь,Р1 35 мм. вод. ст. (кг/м ). Подставляя указанные значения в формулу (5) и принимая значение. коэффициента скорости, равное 0,75 (величина, выби-, раемая для сверленных отверстий), имеем при Ч 0.

V > V« .

1 Таким образом, очевидно, что при значениях угла между осями отверстий менее 90 или более 270 стабильная работа запальной горелки в диапазоне применяемых в практике давлений газа не может быть обеспечена. Такое выполнение обеспечивает стабильную работу устройства в диапазоне применяемых в практике давлений газа, что повышает надежность зажигания и сокращает расход газа.

Формула изобретения

2,3 м/с

Запальное горелочное устройство, содержащее внешнюю и внутреннюю тру.бы с равномерно размещенными по длине газовыдающнми отверстиями, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности зажигания и уменьшения расхода газа, газовыдаю35 щие отверстия внешней трубы выполнены с суммарной площадью в 3-6 раэ большей суммарной площади газовыдающих отверстий внутренней трубы и размеще-с нй относительно них нод углом 90270О.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 279837, кл. С 09 С 1/50, 1968.

V 0 75

При d| 85ü(èëè 275©У

Ч 63 3 cos 85 5,5 м/с о, ИОЧ

Скорость истечения в этом. случае равна

Ч ч 0 75- 5 5 + 2-9,81 †. 23,4 м/с

Ж ори

ЗВ

Ч1 0, 75 О+2 9 81

При этом

36

Ч 7 Ч . Значит, произойдет отрыв пламени.

При с(80 (или 280 )

V 63,3 cos80 11 м/с

Ф

Ч 0,75 ф + 2 9,81 24,5 и/с

Ч 7 V p . При/60 (или 300 )

Ч, 63,3 cos 60 31,7 м/с

Ч 0,75 31 7 + 2 9 81 — 33 м/с

868236 фие.9

Составитель С. Сурина

Редактор К, Лембак Техред:А.Бабинец, Корректор М. Коста

ЮМЮЮЮ Ю Ю ЮЮЮ Ю Ю Ю ФВ ЮЮ

Закав 8285/45 Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4